Атипизм деления (пролиферации) опухолевой клетки

В опухоли значительно увеличено количество делящихся клеток. Если в нормальном постоянно обновляющемся эпителии число пролиферирующих клеток не превышает 5%, то в раковых (эпителиальных) опухолях это значение составляет 40–60%, а в некоторых опухолях — 100%.

Увеличение числа делящихся клеток ведет к быстрому нарастанию массы опухоли или суммарного количества клеток (например, лейкозных) при гемобластозах.

Атипизм дифференцировки (созревания) клеток опухоли

Атипизм созревания аключается в частичном или полном подавлении процесса дифференцировки опухолевых клеток.

Инвазивный рост новообразований

Инвазивный рост опухолей характеризуется проникновением клеток новообразования в окружающие нормальные ткани, что сочетается с их деструкцией. Причины инвазивного роста (рис. 18-5) различны.

· Уменьшение (в 3–6 раз по сравнению с нормальной тканью) степени адгезии (сцепления)между клетками опухоли и отделением в связи с этим клеток от опухолевого узла. Это обусловлено либо дефицитом адгезивных молекул в межклеточном пространстве и на поверхности опухолевых клеток(например, кадгеринов, катенинов, ламинина, фибронектина, витронектина), либо повышенным гидролизом молекул межклеточного вещества ферментами, высвобождаемыми опухолевыми и другими клетками.

· Увеличение отрицательного зарядаповерхности опухолевых клеток в связи фиксацией на ней отрицательно заряженных радикалов и уменьшением содержания катионов (Ca²⁺, Na⁺ и др.). Это способствует электростатическому отталкиванию их друг от друга и отделению от опухолевого узла.

· Наличие у опухолевых клеток способности к амебоидному движению.Этому способствуют снижение поверхностного натяжения плазмолеммы и облегченный переход цитозоля из состояния геля в золь и наоборот.

· Синтез клетками опухоли большого количества рецепторов к лигандам молекул адгезии, в т.ч. к межклеточному фибронектину, ламинину базальных мембран и внеклеточного матрикса, коллагену, витронектину. Это способствует прикреплению клеток новообразования к неклеточным структурам и перемещению по их поверхности.

Вышеназванные процессы обеспечивают как инвазивный рост опухоли, так и ее метастазирование (см. ниже).

Ы верстка! вставить рисунок «рис-18-5» Ы

Рис. 18-5. Наиболее вероятные причины инвазивного роста опухолей.

Метаболический атипизм опухолевых клеток

Атипизм обмена веществ (метаболический, биохимический) клеток новообразования заключается в существенном изменении всех видов обмена: нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов, ионов, жидкости, витаминов. В связи с этим закономерно изменяются и физико-химические параметры опухолевых клеток и новообразования в целом.

Атипизм обмена нуклеиновых кислот

В опухоли повышен синтез ДНК и РНК.

Причина этого кроется в экспрессии онкогенов, а также, по-видимому, и некоторых других генов опухолевой клетки. Экспрессии генов в клетках бластомы существенно облегчена благодаря уменьшению содержания в них гистонов и других ядерных белков-супрессоров синтеза ДНК, а также увеличению кинетической активности ДНК- и РНК-полимераз и других ферментов метаболизма нуклеиновых кислот. Повышенная экспрессия генов опухолевых клеток обеспечивает интенсификацию синтеза в них белков, как структурных, так и ферментов. Это способствует реализации других проявлений опухолевого атипизма (роста, структуры, функции).

Атипизм белкового обмена

Белковый обмен в новообразованиях характеризуется несколькими особенностями:

Ú усилением включения аминокислот в реакции протеосинтеза (феномен «опухоль — ловушка азота»);

Ú интенсификацией синтеза различных классов белков (структурных, ферментов, онкобелков и других) при одновременном уменьшении или прекращении синтеза ряда иных белков (например, гистонов);

Ú изменением антигенного профиля опухолей. Это обусловлено модификациями макромолекул белка.

Нарушения метаболизма белка в новообразованиях, с одной стороны, обеспечивают реализацию большинства других проявлений их атипизма, лежащих в основе прогрессирующего опухолевого роста, а с другой — способствуют активации механизмов антибластомной защиты организма, обусловленной появлением у клеток опухоли АГ, не свойственных нормальным аутологичным клеткам.

Атипизм обмена углеводов

Метаболизм углеводов в опухолях характеризуется рядом особенностей:

Ú активацией транспорта в клетки опухоли глюкозы и утилизации ее бластомой (феномен «опухоль – ловушка углеводов»). При этом выявляется 3 важных закономерности метаболизма глюкозы в опухолевых клетках:

Ú возрастание в несколько раз включения глюкозы в реакции гликолиза;

Ú устранение феномена торможения гликолитического окисления глюкозы в аэробных условиях (отрицательный эффект Пастера), что обусловлено снижением активности цитоплазматической глицерофосфатдегидрогеназы при одновременной существенной активации лактатдегидрогеназы. В связи с этим в опухолевых клетках интенсивно накапливается молочная кислота;

Ú отсутствие феномена активации потребления глюкозы в процессе тканевого дыхания при оксигенации опухолевых клеток, что свойственно нормальным клеткам;

Ú уменьшением относительной доли тканевого дыхания при ресинтезеАТФ. Если в норме тканевое дыхание обеспечивает этот процесс на 80–85%, то в опухолях лишь на 10–50%;

Ú интенсификацией процесса прямого окисления углеводов в пентозофосфатном цикле.

Причинами атипизма углеводного обмена в опухолях считают увеличение содержания и/или активности ферментов гликолиза в цитозоле и повышение эффективности механизмов транспорта глюкозы в них.

Атипизм углеводного обмена способствует:

Ú обеспечению энергией значительно интенсифицированных в новообразовании пластических процессов;

Ú существенному повышению устойчивости клеток новообразования к гипоксии и гипогликемии, а следовательно — увеличению их выживаемости;

Ú активации реакций пентозофосфатного цикла и синтеза пентоз, необходимых для построения нуклеиновых кислот.

Атипизм обмена липидов

Атипизм метаболизма липидов характеризуется рядом особенностей:

Ú значительным усилением утилизации ВЖК и холестерина (опухоль как «ловушка липидов»);

Ú активацией синтеза липидных структур клеток;

Ú интенсификацией процессов липопероксидации.

Причины этих отклонений кроются в повышении в опухолевых клетках активности и/или содержания ферментов метаболизма липидов и в подавлении и/или истощении содержания в опухолях факторов АОЗ.

Измененный липидный обмен в новообразованиях связан с интенсификациейэнергетического и пластического обеспечения усиленных анаболических процессов, реакций синтеза структур активно делящихся бластомных клеток. Небезынтересно, что указанные отклонения в опухолях нередко сочетаются с торможением развития атеросклеротических изменений в стенках сосудов у онкологических больных.

Атипизм обмена ионов и воды

В новообразованиях наблюдается избыточное (в сравнении с нормальными аутологическими тканями) накопление ряда ионов и воды, а также изменение соотношения отдельных ионов как в цитозоле бластомных клеток, так и в межклеточной жидкости. Например, в ткани ряда опухолей увеличивается [K⁺] и [Cu²⁺]. Наряду с этим отмечают уменьшение содержания кальция, а в некоторых бластомах — [Na⁺], магния, цинка и других.

Причины дисбаланса ионов и жидкости в новообразованиях таковы:

Ú дефекты структуры клеточных мембран;

Ú изменение активности и содержания ферментов транспорта ионов (например, снижение активности Na⁺,K⁺-АТФазы, Ca²⁺-АТФазы и др.);

Ú повышение осмотического давления в опухолевых клетках;

Ú разрушение клеток.

Отклонения характера обмена ионов и воды в новообразованиях способствует реализации других видов атипизма: роста, функции и структуры. Это, в свою очередь, повышает приспособляемость опухоли.

Атипизм обмена витаминов

Особенности обмена витаминов в опухолевой ткани характеризуются тем, что:

Ú многие витамины интенсивно захватываются клетками бластомы. Полагают, что витамины в опухоли используются в качестве предшественников различных коферментов (как и в нормальных клетках), а также — субстратов обмена веществ и пластических процессов, обеспечивающих интенсивный рост и деление бластомных клеток;

Ú различные опухоли — «ловушка» жирорастворимого витамина E. Он обладает антиоксидантной активностью в связи с его способностью нейтрализовать свободнорадикальные агенты и способствовать стабилизации клеточных мембран. По-видимому, это один из механизмов повышения устойчивости опухолевых клеток к цитотоксическим воздействиям свободных радикалов.